车路协同环境下错位交叉口的信号周期动态调控方法

专利主权项内容

1.一种车路协同环境下错位交叉口的信号周期动态调控方法，其特征是应用于由两个相邻的T型交叉口组成的错位交叉口；T型交叉口由主干道和支路组成，其中，主干道有三条进口道；主干道有两条出口车道；支路有两条进口道包括：一条左转专用进口道、一条右转专用进口道；支路有两条出口车道；将一个T型交叉口的任意一个相位记为第i相位；将一个T型交叉口的主干道和支路的所有进口道中任意一条进口道记为第j条进口车道；步骤1、采集第t个时间间隔内一个T型交叉口在每条车道的车辆信息，包括：不同类型的车辆数量、车辆位置、车辆速度；步骤2、利用式(1)计算第t个时间间隔内一个T型交叉口的第i相位在车流方向k上第j条进口车道的当量交通量式(1)中，q(t)表示第t个时间间隔内T型交叉口的第i相位在车流方向k上第j条进口车道的总交通量；P(t)表示第t个时间间隔内T型交叉口的第i相位在车流方向k上第j条进口车道上第w类车的车辆数占总车辆数的百分比；E表示第w类车的车辆换算系数；W表示车辆总类型；ikjww步骤2.1、利用式(2)计算第t个时间间隔内T型交叉口的第i个相位在车流方向k上的实际到达流量式(2)中，n表示第i个相位在车流方向k上的车道数；ik步骤2.2、利用式(3)计算第t个时间间隔内T型交叉口的第i个相位在车流方向k上的流量比y(t)；ik式(3)中，S表示第i相位在车流方向k上车流的饱和流量；ik步骤2.3、选取第t个时间间隔内T型交叉口的第i相位在所有方向上的流量比中的最大值作为第i相位的关键流量比y(t)；并利用式(4)计算第t个时间间隔内T型交叉口的所有相位的关键流量比之和Y(t)；i, max式(4)中，m表示T型交叉口的相位总个数；步骤2.4、判断Y(t)≤α是否成立，若成立，则执行步骤3；否则，执行步骤8；其中，α表示参数；步骤3、确定第t个时间间隔内T型交叉口的信号周期；步骤3.1、利用式(5)计算第t个时间间隔内T型交叉口的第i个相位在车流方向k上第j个进口道的饱和度X(t)；ikjc(t)＝λ(t)·S (6)ikjiikj式(5)中，c(t)第i个相位在车流方向k上第j个进口道的通行能力；式(6)中，λ(t)表示第t个时间间隔内第i个相位的绿信比；S表示第i个相位在车流方向k上第j个进口道的饱和流量；ikjiikj步骤3.2、利用式(7)计算第t个时间间隔内T型交叉口的所有相位的总损失时间L(t)：式(7)中，l(t)表示第t个时间间隔T型交叉口的第i个相位上所有车辆的启动损失时间；I表示绿灯间隔时间；A表示黄灯时间；i步骤3.3、利用式(8)确定第t个时间间隔内第i个相位上的有效绿灯时间g(t)；i式(8)中，C(t)表示第t个时间间隔的T型交叉口的信号周期；步骤3.4、利用式(9)确定第t个时间间隔第i个相位的绿信比λ(t)；i步骤3.5、利用式(10)计算第i个相位上行人过街所需最短绿灯时间g；i, min式(10)中，L表示T型交叉口的行人过街长度；V表示第i个相位上的行人过街步速；β为参数；pi, p步骤3.6、以T型交叉口的最小车辆延误时间为目标，利用式(11)构建交叉口信号周期优化模型；式(11)中，d(t)表示第t个时间间隔的T型交叉口的车辆平均延误时间；a、b、η、θ、ε是五个不同的参数；Q(t)表示第t个时间间隔的T型交叉口所有进口道的车流量；步骤3.7、利用遗传算法求解所述交叉口信号周期优化模型，得到一个T型交叉口的第t个时间间隔内车辆延误时间最小时所对应的信号周期C(t)；best步骤3.8、按照步骤1-步骤3.7的过程得到另一个T型交叉口的第t个时间间隔内车辆延误时间最小时所对应的信号周期C′(t)；best步骤4、判断T≤τ是否成立，若成立，则执行步骤5；否则，执行步骤6；其中，τ为参数；式(12)中，T表示车辆通过两个T型交叉口的连接路段的时间；D表示两个T型交叉口连接路段的距离；表示第t个时间间隔内的T型交叉口的车辆平均行驶速度；步骤5、选取C(t)和C′(t)中的较大值作为错位交叉口的公共信号周期，并执行步骤7；bestbest步骤6、按照C(t)和C′(t)分别对两个T型交叉口的信号灯进行双向绿波控制后，并执行步骤8；bestbest步骤7、按照所述公共信号周期确定第t个时间间隔的最优信号相位方案P(t)，从而对错位交叉口的信号灯进行同步式协调控制；best步骤7.1、根据T型交叉口采集的交通信息，利用韦伯斯特法选定一种信号相位配时方案P(t)；步骤7.2、以交通效率及空间利用最佳为目标，利用式(13)构建信号相位配时模型；式(13)中，K是错位交叉口的损失时间修正系数；K是错位交叉口的安全性修正系数；K是错位交叉口的时空资源利用率修正系数；s(t)表示第t个时间间隔内第i个相位的冲突点个数；N(t)表示第t个时间间隔内第i个相位在同一方向k上的车流占用的进口道数；N′(t)表示第t个时间间隔内第i个相位在同一方向k上的车流占用的出口道数；N(t)表示第t个时间间隔内第i个相位在同一方向k上的车流能利用的进口道数；N′(t)表示第t个时间间隔内第i个相位在同一方向k上的车流能利用的出口道数；LsUiikuikuikfikf步骤7.3、对信号相位配时模型进行求解，得到最优信号相位配时方案P(t)；best步骤8、将t+1赋值给t，并返回步骤1顺序执行。